젤라틴 처리가 수지의 토우 변형에 미치는 영향

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 18949(2022) 이 기사 인용

572 액세스

측정항목 세부정보

강화 변형 현상에 특히 초점을 맞춰 액체 복합 성형 제조(LCM) 공정에서 젤라틴 재료의 잠재적인 사용을 조사했습니다. 젤라틴이 코팅된 유리섬유의 투과도와 미세구조를 분석하여 LCM 공정에 적용되는 유리섬유 복합재료의 바인더로서 젤라틴의 채택성을 평가하였다. 토우 변형을 평가하기 위해, LCM 공정에 적용할 수 있는 다양한 유량에서 압착되지 않은 단방향 유리 섬유 매트의 투과성을 평가했습니다. 토우 변형을 나타내는 유속의 증가 및 감소에 따라 투자율의 히스테리시스가 관찰되었습니다. 동일한 유량에서 젤라틴 처리된 유리섬유 매트의 투과도는 처리되지 않은 유리섬유 매트에 비해 상대적으로 작은 변화를 보였다. 미처리 및 젤라틴 처리 비압축 유리 섬유 매트의 다양한 유속에서 토우 변형을 현미경 분석으로 평가하고 토우 두께 지수를 사용하여 정량화했습니다. 현미경 분석을 통해 젤라틴 처리된 유리섬유 매트의 투과도 변화는 상대적으로 적고 토우 두께 변화는 최소로 관찰되었으며, 이는 젤라틴이 유리섬유 매트의 결합 구조를 효과적으로 유지했음을 나타냅니다.

구조물에 고성능 섬유를 실제로 적용하려는 지속적인 요구로 인해 고강도 섬유 강화 복합재에 대한 지속적인 관심이 이어졌습니다. 유리섬유, 탄소섬유 강화 복합재 등 복합재료는 선박, 항공기, 자동차 산업1의 구조물 및 의장품에 널리 사용되어 왔으며, 구조물의 안전성을 보장하기 위해 설계 특성과 구조 성능 간의 관계 분석이 필요합니다. 구조 설계2,3,4. 철근 변형 문제는 복합재 제조 분야의 연구자들의 관심을 끌었습니다. 복합재 제조에서 강화 변형 문제는 복합재 성형 공정 중 섬유 내 함침, 섬유 풀아웃, 결합 해제 및 매트릭스 캐비테이션과 관련됩니다. 그러나 제조 과정에서 바인더 역할을 하는 재료는 복합 성형 과정에서 섬유 변형을 방지해야 합니다.

복합 재료에 젤라틴을 적용할 가능성이 널리 보고되었습니다. Narbat 등5은 천연 뼈의 미네랄 및 유기 구성을 모방하기 위해 수산화인회석과 젤라틴 복합 지지체의 사용을 조사했습니다. Yan 등6은 전기방사를 통해 폴리(l-락티드산)-블렌드-젤라틴(PLLA-젤라틴) 나노섬유를 생산한 반면, Wang 등7은 폴리락타이드 섬유(외부층)와 실크 피브로인-젤라틴 섬유로 구성된 관형 지지체를 생산했습니다. 내부 층) 전기방사를 통해. Balaji 등은 케라틴, 키토산 및 젤라틴을 사용하여 다공성 상호 연결된 매트릭스를 갖춘 3차원 지지체를 제작했으며, 여기서 다공성 케라틴-젤라틴(KG) 및 케라틴-키토산(KC) 복합재가 원료로 사용되었습니다. 가교 봉합 재료로서 젤라틴 섬유의 실제 구현은 Nagura et al.9에 의해 연구되었습니다. 젤라틴 섬유를 생산하기 위한 다양한 접근법이 연구되었습니다. Fan 등10은 비스코스형 방사구금을 통해 원료 용액을 CaCl2 수용액과 에탄올이 함유된 응고조에 회전시켜 알지네이트와 젤라틴 혼합 섬유를 생산했습니다. Kozlowska 등11은 3차원 콜라겐/젤라틴/히드록시에틸 셀룰로오스 복합체와 젤라틴 및 콜라겐/젤라틴이 포함된 미소구체를 개발했습니다. 젤라틴 소재의 생산 및 적용은 아직 초기 단계입니다. 추가 구현은 특정 응용 분야에 대한 재료 특성의 최적화에 달려 있습니다.

탄소 섬유와 젤라틴의 복합재는 용매 주조 및 용액 함침 기술을 사용하여 개발되었으며, 여기서 기계적 특성(인장 강도 및 모듈러스, 파단 연신율 및 전단 강도)은 섬유 부피 분율, 글리세롤(가소제) 함량을 기준으로 조정되었습니다. , 젤라틴 함량 및 섬유 형태12. Rodríguez-Castellanos 등13은 압출 블로우 성형을 통해 용기를 형성하기 위해 셀룰로스 섬유 보강재가 포함된(5wt%) 및 포함되지 않은 기본 매트릭스로서 가수분해된 옥수수 전분-젤라틴의 사용을 평가했습니다. Hanani 등14은 이축 동회전 압출기를 사용하여 젤라틴과 옥수수유를 결합하여 제조된 복합 필름의 기계적 및 차단 특성을 평가했습니다. 또한 Zaman과 Beg15는 다양한 젤라틴 함량을 갖는 젤라틴 필름 적층 폴리카프로락톤(PCL) 생체 복합재의 기본 특성을 평가하고 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 전처리 후 감마 방사선의 영향을 조사했습니다. 위의 연구는 복합 재료에서 젤라틴의 잠재적인 적용 가능성을 보여줍니다.